Qu’est-ce qu’un commutateur optique ?
Les commutateurs optiques, également appelés dispositifs de commutation de ligne optique, sont des dispositifs de communication optique capables de bifurquer ou de changer la destination d’un signal spécifique sans avoir à convertir un signal optique en un signal électrique.
Comme il n’est pas nécessaire de convertir les signaux reçus en signaux électriques, la commutation est possible tout en maintenant la vitesse élevée qui est une caractéristique de la communication optique.
Les commutateurs optiques peuvent être divisés en trois types principaux, en fonction de la méthode de commutation.
La méthode mécanique commute le chemin optique en montant et en déplaçant un élément d’entrée/sortie ou un élément optique sur un actionneur électrique. La méthode MEMS commute en contrôlant la position d’un minuscule élément optique à l’aide de forces faibles telles que des charges électrostatiques. La méthode par courbure consiste à placer des éléments chauffants des deux côtés d’un guide d’ondes optique sur un substrat et à chauffer l’élément chauffant d’un côté pour générer une différence de température entre les côtés gauche et droit du guide d’ondes. La différence de température entre les côtés gauche et droit du guide d’ondes entraîne une modification de l’indice de réfraction dans le guide d’ondes, ce qui modifie le chemin de propagation de la lumière.
Utilisations des commutateurs optiques
Les commutateurs optiques sont utilisés pour la commutation du chemin optique et les dispositifs ON/OFF dans les communications optiques, qui ne sont plus indispensables pour les communications à grande vitesse.
Si les communications optiques sont converties en signaux électriques avant la commutation, le temps nécessaire entre la conversion et la commutation devient un goulot d’étranglement. Les commutateurs optiques ont été développés pour résoudre ce problème en commutant sous forme de lumière.
Dans la pratique, ils sont utilisés pour fournir en permanence un environnement d’accès optique stable en passant par d’autres chemins lorsqu’un chemin optique devient inutilisable en raison d’une défaillance de l’appareil ou pour d’autres raisons.
Principe des commutateurs optiques
La méthode mécanique a une structure très simple et commute en faisant glisser des éléments optiques tels que des prismes. Le système de contrôle est facile à utiliser, il y a peu de pertes et une faible consommation d’énergie peut être obtenue car l’alimentation n’est fournie que lorsque le chemin optique est commuté.
Le système MEMS est un commutateur optique utilisant un micro-miroir, qui peut être produit grâce aux progrès de la technologie de microfabrication, et commute par réflexion entre deux miroirs. Ils peuvent être intégrés dans un petit format et fonctionner à des vitesses élevées, ce qui les rend adaptés à la commutation multicanal. Bien que le dispositif doit être constamment alimenté, la puissance nécessaire pour faire fonctionner chaque élément est faible, ce qui permet de réduire la consommation d’énergie.
Les systèmes à guides d’ondes optiques sont réalisés à l’aide de la technologie des circuits à ondes lumineuses, qui crée un guide d’ondes optiques sur une surface plane et modifie le chemin optique en changeant l’indice de réfraction, ou par d’autres moyens avec des entrées externes telles que la chaleur, la lumière ou l’électricité. Bien que les pertes soient élevées, les surfaces planes peuvent être empilées, ce qui les rend compactes et faciles à intégrer.